Устройство для дифференциальной защиты регулировочного трансформатора

,аявлен аявкн Ю соединение Государственны ссср но делам ыэоб и открыт) Приоритет еннй Опубликован 53) УДК 62 1.3 16. .925.2(088.8) 04,793 юллетень 13 Дат исакия 09,04,7 ликова 72) Авторы изобретения К. М. Добродеев и В, П, Курицын Горьковское отделение ордена ОкВсесоюзного Государственного при научно-исследовательского ини электрических сетей "Энергос тябрьской Революцииоектно-изыскательскогоитута энергетических систем(71) Заявитель ьпро 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ТРАНСФОР ЗАЩИТОРА ложения шественно зависит от места расп замкнувшихся витков. В настоящее время для заши лировочных трансформаторов исп дифференциальная токовая защит 5 ного трансформатора, выполненная она охватывает первичную обмо лировочного трансформатора 2.ты регульзуется а основтак, что ку регуНедостаток заш что она по принцип на к,з. в первично ного трансформато защита не охватыва ной обмотки регули тора. 15ается в том, е реагирует егулировочтого, такая ния вторич- рансформаты заклю действия обмоткеКроме овреж очного ра.ет п ров Для зашиты лировочного траотдельная дифф шита, включаема ного трансформ регулирование н ной обмотки ре тора, установлен рателя (на выво Изобретение относится к технике релейной защиты энергосистем, а именно к релейной защите регулировочных трансформаторов, предназначенных для продольного и поперечного регулирования напряжения под нагрузкой.Известно применение для защиты регулировочных трансформаторов от внутренних повреждений токовой защиты с магнитным торможением 1.Зашита выполняется на токовых реле с быстронасышающимся трансформатором и магнитным торможением, причем рабочая обмотка реле включена на трансформатор тока (ТТ), установленный со стороны выводов первичной обмотки регулировочного трансформатора, а тормозная обмотка включается на ТТ с той стороны основного трансформатора, где осуществляется регулирование напряжения. Защита имеет следующий недостаток.При витковом к. з. (в. к. з.) в регулировочном трансформаторе аварийные составляющие токов протекают по обеим обмоткам, причем распределение токов, а следовательно, и чувствительность зашиты сувторичной обмотки регунсформатора используется еренциальная токовая зая на ТТ той стороны основ- тора, где осуществляется пряжения, и на ТТ вториччлировочного трансформаых в общей цепи предизбидах к нейтрали).Недостатком защиты является то, что она не реагирует на в. к. з. и не защищает первичную обмотку.В качестве прототипа принимается обгцая дифференциальная токовая защита, охватывающая как основной, так и регулировочный трансформаторы, включаемая на ТТ всех сторон основного трансформатора и имеющая торможения токами сторон 2. Защита реагирует на внутренние повреждения в основном и регулировочном трансформаторах.Недостатком такой защиты является низкая чувствительность к в.к.з. - наиболее распространенному виду повреждения. Это обусловлено тем, что при выборе минимального тока срабатывания защиты необходимо учитывать небаланс, обусловленный регулированием напряжения под нагрузкой.Целью изобретения является повышение чувствительности зашиты регулировочных трансформаторов.Поставленная цель достигается тем, что устройство для дифференциальной защиты регулировочного трансформатора, содержащее два комплекта измерительных трансформаторов тока, установленных по концам защищаемого объекта, и дифференциально- токовый орган, снабжено дифференциальнофазным органом, логическим элементом И и третьим комплектом измерительных трансформаторов тока, при этом два комплек.та измерительных трансформаторов тока установлены на обоих выводах вторичной обмотки со стороны предизбирателя регулятора, а вторичные обмотки соединены согласно-параллельно и в звезду, ее нейтраль подключена к первым объединенным входам дифференциально-токового и дифференциально-фазного органов, фазные выводы подключены к третьему входу дифференциально-токового органа, вторые объединенные входы этих органов подключены ко вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока третьего дополнительного комплекта, установленного на фазных выводах первичной обмотки регулировочного трансформатора, соединенных в фильтр тока нулевой последовательности, выходы дифференциально-токового и дифференциальнофазного органов присоединены к логическому элементу И.На чертеже представлена схема дифференциальной защиты регулировочного трансформатора, которая содержит основной трансформатор 1, регулировочный трансформатор 2, избиратель РПН 3, предизбиратель РПН 4, трансформаторы тока 5, 6, дифференциально-токовый орган 7, дифференциально-фазный орган 8, логический элемент И 9, исполнительный орган 10.Дифференциальный токовый орган 7 имеет торможение в режиме включения трансформатора на холостой ход, например вто 10 15 20 25 30 35 40 45 50 рой гармоникой дифференциального тока, и торможение при внешних междуфазных к. з. При внешних междуфазных к. з. трансформаторы могут иметь повышенные погрешности, кроме того, внешнее междуфазное к. з. может произойти, когда РПН отдельных фаз рассогласованы. Отмеченное является причиной протекания в нулевых проводах токов небаланса, первые гармоники которых имеют произвольную ориентацию. Дифференциальные органы и реле в целом могут ложно срабатывать в этом режиме, Для предотвращения ложной работы реле дифференциальный токовый орган имеет тормозной блок, включенный на фазные выводы ТТ 5 трансформатора тока, соединенные согласно-параллельно и установленные на обоих выводах вторичной обмотки регулировочного трансформатора к предизбирателю РПК. В качестве алгоритма формирования тормозного сигнала этого блока может быть принята, например арифметическая сумма двух сигналов, каждый из которых пропорционален разности фазных токов.Дифференциально-фазный орган 8 выполняется двухполупериодным для повышения быстродействия, он сравнивает направления токов нулевой последовательности ТТ 5 и 6,В дифференциально-фазном органе входные токи преобразуются в последовательность прямоугольных импульсов. Особенностью дифференциально-фазного органа в предлагаемом устройстве является то, что он имеет разные алгоритмы формирования длительности импульсов Тц по входам. Для первого входа, подключенного к ТТ вторичной обмотки, алгоритм формирования Тц определяется следующими соотношениями Тц -- 1 сигн при 1 сигн ) 1 у Тц = О при 1 сигн ( 1 у а для второго входа, подключенного к ТТпервичной обмотки, алгоритм формированияТц определяется соотношением Тц= 1 сигн при сигн .,1 У,Ти = ОО при 1 сигн 1 у,где т- длительность сигнала на заданном уровне,1 сигн - мгновенное значение тока сигнала дифференциально-фазного органа,у -- заданный уровень тока формирования импульсов дифференциально-фазногооргана.ТТ 5 установлены на обоих выводахвторичной обмотки каждой фазы регулировочного трансформатора к предизбирателюрегулятора напряжения, а их вторичные обмотки соединены согласно-параллельно и взвезду. При указанном соединении ток в10 15 20 45 50 55 Фар,гу га изобретения проводах к дифференциальным органам, текущий от ТТ 5, имеет одно и тоже направление независимо от положения предизбирателя РПН, если ток через избиратель РПН не изменяет свое направление. Ток срабатывания дифференциальной защиты выбирается по параметрам, характеризуюгцим режим нагрузки.Включение дифференциальной зашиты на токи нулевой последовательности позволяет существенно уменьшить составляющую тока небаланса, обусловленную действием РПН.Действительно, трехфазные регуляторы не вызывают в защите тока небаланса, так как ток нулевой последовательности в режиме нагрузки пренебрежимо мал. Пофазные регуляторы вызывают ток небаланса в дифференциальной защите при рассогласовании положений РПН фаз. Имеющиеся в пастоягцее время комплексные системы автоматического регулирования коэффициента трансформации обеспечивают блокировку при неисправности элементов тракта регулирования и электроприводов РПН, при этом рассогласование не может превысить одну ступень регулирования, а вызванный рассогласованием ток небаланса не превысит величины 1/М тока нагрузки, гдеХ - число ступеней регулирования.В режиме нагрузки погрешность ТТ 6 не превышает Зогго.В режиме броска тока намагничивания при включении трансформатора на холостой ход или в режиме восстановления напряжения при отключении близкого к. з. ложная работа загциты предотвращается торможением дифференциального токового органа.При внешних междуфазных к. з. ложная работа защиты предотвращается торможением дифференциального токового органа. Отстроенность защиты в режиме внешнего однофазного к. з. обеспечивается тем, что дифференциально-фазный орган, имеющий заданный угол блокировки, например 60 град. эл., не срабатывает.Специфическое требование предъявляет к дифференциальной защите регулировочных трансформаторов режим, характеризующийся тем, что предизбиратель и избиратель РПН занимают одно и то же положение. Если в этом режиме по обмоткам основного трансформатора протекает ток и отсутствует внутреннее повреждение в регулировочном трансформаторе, током обтекаются только ТТ вторичной обмотки регулировочного трансформатора, причем весь ток трансформируется в дифференциальную цепь защиты. Дифференциальная защита в этом режиме не должна срабатывать. Если коэффициент торможения дифференциального токового органа выбирать в рассматриваемом выше режиме, характеризующемся протеканием тока только в одном плече, то при внутренних повреждениях защита будет отказы вать. Нес рабаты в а ние предлагаемой защиты при указанном положении предизбирателя и избирателя РПН и внешнем к. з. (в. к. з.) на землю обеспечивается дифференциально-фазным органом. Действительно, в этом режиме на вход схемы сравнения со стороны первичной обмотки регулировочного трансформатора подается непрерывный сигнал, и дифференциальнофазный орган не срабатывает.При в. к.з. в обмотках регулировочного трансформатора, а также при однофазных и двухфазных и. з. на землю в загцищаемой зоне дифференциальный токовый и дифференциально-фазный орган срабатывают, и зашита действует на отключение.Для предотвращения торможения дифференциального токового органа при в. к. з. токами нагрузки характеристика процентного торможения имеет независимый участок, длина которого выполняется равной 1 1,5,1 ном.Если в. к. з. происходит, когда избиратель РПН занимает то же положение, что и предизбиратель, ток протекает только по ТТ первичной обмотки регулировочного трансформатора. В этом режиме на вход схемы сравнения дифференциально-фазного органа со стороны вторичной обмотки регулировочного трансформатора импульсы отсутствуют, а со стороны первичной обмотки на вход схемы сравнения подается сигнал, имеющий скважность, и это обеспечивает срабатывание дифференциально-фазного органа и защиты в целом. Таким образом, использование предлагаемого устройства существенно повышает чувствительность защиты регулировочных трансформаторов. Это позволяет производить аварийное отклкчение в начальной стадии повреждения и сократить расходы на ремонт трансформаторов. Устройство для дифференциальной зашиты регулировочного трансформатора, содержагцее два комплекта измерительных трансформаторов тока, установленных по концам защищаемого объекта, и дифференциально- токовый орган, от.гггчающесся тем, что, с целью повышения чувствительности, оно дополнительно снабжено дифференциальнофазным органом, логическим элементом И и третьим комплектом измерительных трансформаторов тока, при этом два комплекта измерительных трансформаторов тока установлены на обоих выводах вторичной обмот656146 Составитель Л. КорнееваТехред О. Луговая Корректор Л. Веселовская Тираж 856 Подписное Редактор Н. Ахмедова Заказ 1541/44 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открыл нй 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ки со стороны предизбирателя регулятора, а вторичные обмотки соединены согласно- параллельно и в звезду, ее нейтраль подключена к первым объединенным входам дифференциально-токового и дифференциально-фазного органов, фазные выводы подключены к третьему входу дифференциально-токового органа, вторые объединенные входы этих органов подключены ко вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока третьего дополнительного комплекта, установленного на фазных выводах первичной обмотки регулировочного трансформатора, соединенных в фильтр тока нулевой последовательности, выходы дифференциально-токового и дифференциально-фазного органов присоединены к логическому элементу И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Кожин А. Н. Защита регулировочного трансформатора. Электричество, 1957, М 5 с. 52 - 56.2. Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. М., 1976, с. 457 в 4.